齿轮传动教学案.docx

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齿轮传动教学案

教案

教案课题：

齿轮传动

课程：

机械基础

所选教材：

机械基础（朱明松主编）

专业：

机电

班级：

13机电3ZS

*******

指导教师：

陈修祥老师

江苏理工学院机械工程学院

　　2016年6月18日

第1次课2学时授课时间

课题（章节）

齿轮传动

教学目的与要求：

了解齿轮传动特点，分类

会计算齿轮的平均传动比

了解渐开线齿轮的各部分的名称和主要参数

了解齿轮的结构，掌握标准直齿圆柱齿轮的基本尺寸的计算

教学重点：

标准直齿圆柱齿轮的基本参数计算

教学难点：

压力角的理解

教学方法及师生互动设计：

讲授法，板书与图片结合，

课堂练习、作业：

自行整理几何尺寸计算的公式并掌握

课后小结：

课堂中对学生进行提问应该稍微停一段时间,由链传动引入到齿轮传动时应该抓住它们之间的不同点,进而让学生容易理解.讲到传动比时应该从啮合关系开始讲起,能让学生更好的理解.在课堂授课过程中,应当时刻注意学生的关注点,把心思不在课堂上的同学注意力吸引回来.

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教学内容

备注

（包括：

教学手段、时间分配、临时更改等）

§4.1齿轮传动的类型和应用

导入：

上节课我们学习了链传动,知道了链传动的特点,我们先来回顾一下.（提问学生）链传动的特点是传动效率高，能保证平均传动比恒定，适用于中心距较大的场合并能在同一平面内传递运动和动力，那么我们来想一下有没有一种机械传动是在不同平面内传递运动和动力的呢？

今天我们就来学习这样的传动。

一、齿轮传动的特点

优点：

1）传动效率高（一般为99%）；2）传动比恒定；3）结构紧凑（较之于带、链传动）；4）工作可靠，寿命长；

缺点：

1）制造、安装精度要求较高（专用机床和刀具加工）；2）不适用于中心距a较大的两轴间传动；3）使用、维护费用较高；

二、齿轮传动的类型

1.按传动轴相对位置

平行轴齿轮传动（圆柱齿轮传动）：

直齿轮、斜齿轮、齿轮齿条、人字齿轮

相交轴齿轮传动：

锥齿轮传动

交错轴齿轮传动：

蜗轮蜗杆传动

2.按工作条件

开式——适用于低速及不重要的场合

半开式——农业机械、建筑机械及简单机械设备（只有简单防护罩）

闭式——汽车、机床及航空发动机等的齿轮传动中（润滑密封良好）

3.按齿形（不要求掌握）

渐开线——常用

摆线——计时仪器

圆弧——承载能力较强

三、传动比

传动比=主从动轮角速度（转速）之比或者从动轮与主动轮齿数之比

i=W1/W2=n1Z1/n2Z2

W1、W2——主、从动轮角速度

n1、n2——主、从动轮转速

Z1、Z2——主、从动轮齿数

复习提问3分钟新课导入2分钟概述10分钟

在黑板上画出一个简单的齿轮啮合图形，先大致讲一下齿轮的啮合，让学生对齿轮有个初步印象，再结合图形讲一下齿轮的特点。

根据齿轮啮合关系推导出传动比公式，更有助于学生理解。

§4.2渐开线齿轮的各部分名称和主要参数

一、渐开线各部分名称和主要参数

1、齿顶圆：

通过轮齿顶部的圆周。

齿顶圆直径以da表示。

 2、齿根圆：

通过轮齿根部的圆周。

齿根圆直径以df表示。

 3、分度圆：

齿轮上具有标准模数和标准齿形角的圆。

分度圆直径以d表示。

4、齿厚：

在端平面上，一个齿的两侧端面齿廓之间的分度圆弧长。

齿厚以s表示。

5、齿槽宽：

在端平面上，一个齿槽的两侧端面齿廓之间的分度圆弧长。

齿槽宽以e表示。

6、齿距：

两个相邻且同侧端面齿廓之间的分度圆弧长。

齿距以p表示。

7、齿宽：

齿轮的有齿部位沿分度圆柱面直母线方向量度的宽度。

齿宽以b表示。

8、齿顶高：

齿顶圆与分度圆之间的径向距离。

齿顶高以

ha表示。

各部分名称和主要参数30分钟

黑板上板书画出图形，使学生对渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称认识更直观。

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8、齿顶高：

齿顶圆与分度圆之间的径向距离。

齿顶高以ha表示。

9、齿根高：

齿根圆与分度圆之间的径向距离。

齿根高以hf表示。

 10、齿高：

齿顶圆与齿根圆之间的径向距离。

齿高以h表示。

二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数

直齿圆柱齿轮的基本参数共有：

齿数、模数、齿形角、齿顶高系数和顶隙系数五个，是齿轮各部分几何尺寸计算的依据。

 1、齿数z 

一个齿轮的轮齿总数。

 2、模数m 

齿距与齿数的乘积等于分度圆的周长，即pz=πd,式中z是自然数，π是无理数。

为使d为有理数的条件是p/π为有理数，称之为模数。

即：

m=p/π 模数的大小反映了齿距的大小，也及时反映了齿轮的大小、已标准化。

模数是齿轮几何尺寸计算时的一个基本参数。

齿数相等的齿轮，模数越大，齿轮尺寸就越大，齿轮就越大，承载能力越强：

分度圆直径相等的齿轮，模数越大，承载能力越强。

3、压力角α

压力角α为渐开线上某点切线与该点径向线夹角

分度圆上压力角大小对齿轮形状有影响：

当分度圆半径不变时，压力角减小，轮齿的齿顶变宽，齿根变窄，承载能力降低；压力角增大，轮齿的齿顶变窄，齿根变宽，承载能力增大，但传动费力。

综合考虑传动性能和承载能力，我国标准规定渐开线圆柱齿轮分度圆上的压力角α=20°。

4、齿顶高系数ha*

  对于标准齿轮，ha=ha*m, ha*=1

5、顶隙系数c*

 当一对齿轮啮合时，为使一个齿轮的齿顶面不与另一

个齿轮的齿槽底面相接触，轮齿的齿根高应大于齿顶高，即应留有一定的径向间隙，称为顶隙，用c表示。

对标准齿轮规定：

 c=

c*m，c*=0.25 

齿轮参数的计算

标准直齿圆柱齿轮：

采用标准模数m，齿形角α=20º，齿顶高系数ha*=1，顶隙系数c*=0.25，端面齿厚s等于端面齿槽宽e的渐开线直齿圆柱齿轮，称为标准直齿圆柱齿轮，简称标准直齿轮。

 1、模数m 

M =p/π 

2、分度圆直径d 

齿轮的轮齿尺寸均以此圆为基准而加以确定，d=mz

3、齿距p 

M = p/π，得p =mπ 

 4、齿厚s和槽宽e 

标准齿轮分度圆上的齿厚和齿槽宽相等，即：

s=e=p/2 

5、齿顶高ha 

齿顶圆与分度圆之间的径向距离。

 由 ha=ha*m，而ha*=1， 得ha=m 

6、齿根高hf齿根圆与分度圆之间的径向距离。

 因为c=c*m，而c*=0.25，所以hf=ha+c =（ha*+c*）m =1.25m 

7、齿高h 

齿顶圆与齿根圆之间的径向距离。

 h=ha+hf =m+1.25m =2.25m 

8、齿顶圆直径da和齿根圆直径df 

由齿顶高、齿根高计算公式可以推出齿顶圆直径和齿根圆直径的计算公式：

da=d+2ha                  

df=d-2hf =mz+2=mz-2×1.25m =m（z+2）=m（z-2.5） 

9、基圆直径db 

由cosα=rb/r ，可以推出：

db=d cosα 

以上均为单个标准直径圆柱齿轮的计算公式，如果是一对外啮合直齿圆柱齿相啮合，而应有中心距。

齿轮参数计算30分钟

课堂练习10分钟

课堂小结3分钟

布置作业2分钟

10、中心距a 

齿轮副的两轴线之间的垂直距离。

a=d1/2+d2/2  =m（z1+z2）/2 

课堂练习：

例1：

已知一标准直齿圆柱齿轮，模数m=4mm，齿数z=40，试求各部分尺寸？

例2：

已知一标准直齿圆柱齿轮，齿数z=30，齿根圆直径df等于192.5㎜。

试求齿距p、齿顶圆直径da、分度圆直径d和齿高h？

课后作业：

自行整理齿轮参数的计算公式，下次课要交

掌握齿轮计算公式，随时抽查默写

让学生归纳总结：

外啮合标准直径圆柱齿轮的几何尺寸的计算公式。

学生进行课堂练习，教师巡回指导

请一位同学在黑板上演算，最后教师讲解。

加深学生对计算公式的掌握和灵活运用。

黑板板书布置

标题

齿轮传动优缺点及传动比公式

画齿轮图形及标注各部位名称

直齿齿轮基本参数计算公式

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